分子动力学模拟

为此，我们通过两步喷涂策略设计并制备了具有良好耐蚀性的超疏水氟化二氧化硅( F-SiO2 ) @聚二甲基硅氧烷( PDMS )涂层。当F-SiO2纳米颗粒含量为0.88  wt %时，超疏水F-SiO2 @ PDMS涂层表现出较高的不润湿性，接触角为153.2°，滑动角仅为3°。微观结构可以在表观固液界面处包裹更多的气囊形成气层。因此，F-SiO2 @ PDMS涂层表现出了很好的抗腐蚀能力，这里通过实验研究和分子模拟两个方面探讨了其防腐机理(或行为)。电化学实验结果表明，超疏水F - SiO2 @ PDMS涂层具有优异的耐腐蚀性能，腐蚀电位Ecorr正移至- 0.13   V，腐蚀电流Icorr低至2.0   ×   10-7   A   cm - 2。电化学阻抗模值达到1.8   ×   105   Ω   cm-2，与铝基体相比提高了约3个数量级。这主要是由于被困空气口袋引起的非湿润区，电化学等效电路也验证了这一点。此外，分子动力学模拟准确揭示了腐蚀介质的扩散机制，进一步支持超疏水涂层防腐行为的讨论。

通过全原子分子动力学模拟研究了两种ORMOSIL基复合体系：( 1 )聚二甲基硅氧烷( PDMS )与正硅酸乙酯( TMOS )和乙烯基三甲氧基硅烷( VMTS )；( 2 )聚酰亚胺/聚酰胺酸为3，3 '，4，4 ' -联苯四甲酸二酐- 4，4 ' -氧二苯胺( BPDA-ODA )和均苯四甲酸二酐- 3，5 -二氨基苯甲酸( PMDA-DBA )的正硅酸乙酯( TEOS )和3 -氨丙基三乙氧基硅烷( APTES )或TEOS / ( 3 -环氧丙基)三甲氧基硅烷( GLYMO )。对于体系( i )，得出PDMS %   mol的增加导致二氧化硅初级粒子形成较小的团聚体，这是因为有利于二氧化硅- PDMS氢键的二氧化硅-二氧化硅氢键数量减少，静电作用和范德华作用对两相之间的整体吸引力贡献显著。在体系( ii )中，聚酰亚胺/聚酰胺酸中，二氧化硅的羟基和胺基与酸酐、羰基、羧基和末端胺基形成氢键，而在TEOS / GLYMO中，最常见的氢键是二氧化硅的羟基与聚合物链上的羧基或末端胺基之间形成的氢键，在后一种复合体系中，范德华力在二氧化硅粒子与聚合物之间的粘结性能中起着更重要的作用。

氧通过有机硅-水凝胶( SiHy )材料的运输，在生物材料的应用中具有极大的兴趣。本研究通过传统的库仑通量法，以及通过1 H NMR T1弛豫法，对含有不同硅氧烷共聚单体的紫外光固化聚丙烯酰胺制成的水凝胶的O2渗透性进行了分析。通过库仑通量法研究表明，与支化硅氧烷( TRIS )相比，具有短线型硅氧烷侧链( PDMS )的交联聚丙烯酰胺( PDMS )具有更高的O2透过率和O2溶解度；而通过核磁共振( NMR ) T1分析直接测定，支化硅氧烷样品的O2溶解度略高于其自由体积。为了了解这种差异背后的原因，我们采用29Si和1H NMR T2弛豫法以及小角X射线散射( SAXS )进行了一系列形态学研究。这些结果是在同一体系上进行的分子动力学模拟的背景下讨论的，这些模拟结果共同有力地提示了形态对O2渗透率起关键作用。提出由线性有机硅( PDMS )制成的样品，其硅氧烷相分离比其体积相对应的TRIS更明显。对于亲水性结构域的渗出路径迂曲度减小的PDMS样品，发现了明显的渗出疏水硅氧烷含量为硅氧烷含量的两倍的硅氧烷结构域。线性硅氧烷中的迁移率也要高得多，这可以归因于分子结构的不同以及由于不同的畴结构所产生的界面和拓扑约束较少。因此，我们提出了一个SiHys中O2渗透的框架，强调了渗透疏水区在设计具有最优O2渗透性能的SiHy中的重要性。

为此，我们通过两步喷涂策略设计并制备了具有良好耐蚀性的超疏水氟化二氧化硅( F-SiO2 ) @聚二甲基硅氧烷( PDMS )涂层。当F - SiO2纳米粒子含量为0.88   wt %时，超疏水F - SiO2 @ PDMS涂层的接触角为153.2 °，滑动角仅为3 °，表现出较高的非润湿性。微观结构可以在表观固液界面处包裹更多的气囊形成气层。因此，F-SiO2 @ PDMS涂层表现出了很好的抗腐蚀能力，这里通过实验研究和分子模拟两个方面探讨了其防腐机理(或行为)。电化学实验结果表明，超疏水F - SiO2 @ PDMS涂层具有优异的耐蚀性，其自腐蚀电位Ecorr正移至- 0.13   V，自腐蚀电流Icorr低至2.0   ×   10-7   A   cm - 2。电化学阻抗模值达到1.8   ×  ，105  Ω   cm-2，与铝基体相比提高了约3个数量级。这主要是由于被困气囊引起的非润湿状态，电化学等效电路也验证了这一点。此外，分子动力学模拟准确揭示了腐蚀介质的扩散机制，进一步支持超疏水涂层防腐行为的讨论。

随着现代电子技术的飞速发展，解决器件散热问题变得越来越迫切。采用全原子模型的反向非平衡分子动力学( RNEMD )模拟研究了二硫化钼( MoS2 )和六方氮化硼( h-BN ) / MoS2杂化填料对聚二甲基硅氧烷( PDMS )热导率的影响。首先，我们模拟了MoS2和BN填料的热导率。研究发现，两种填料的导热系数随其尺寸的增大而增强。外推得到的MoS2和BN的本征热导率分别为52 W / ( m·K )和606 W / ( m·K )。对于1 - 5层，层数对MoS2的热导率几乎没有影响，但随着层数的增加，BN的热导率先减小后达到平台。然后，我们研究了PDMS基复合材料的热导率。由于PDMS / MoS2体系中孔洞的存在，PDMS / MoS2复合材料的热导率与PDMS相比没有太大的提高。因此，我们随后在复合材料中引入了BN / MoS2杂化填料来解决体系中的空隙问题。结果证明该方法是有效的。BN / MoS2复合填料的引入有效地促进了两种填料在PDMS基体中的分散，大大减少了复合材料中的孔洞。与只填充一种填料的复合材料相比，PDMS / BN / MoS2复合材料具有更好的热导率。

摘要\n固体推进剂中的液体组分，如增塑剂，可能会逐渐迁移到与推进剂接触的药型罩中，对推进剂的能量性能、力学性能、燃烧性能以及与药型罩的界面粘结性能产生负面影响。利用实验手段研究和预测液体组分的迁移仍然具有挑战性。本工作以硝酸甘油( NG )和1，2，4 -丁三醇三硝酸酯( BTTN )为模型增塑剂，通过分子动力学模拟，探讨影响增塑剂迁移到聚氧乙烯( PEG ) /聚异氰酸酯( N-100 )、端羟基聚丁二烯( HTPB ) /异佛尔酮二异氰酸酯( IPDI )和聚二甲基硅氧烷( PDMS ) /正硅酸乙酯( TEOS ) 3种不同衬层中的因素。测定了增塑剂和衬板的内聚能密度(溶解度参数)、表面张力、界面张力、接触角和扩散系数。研究发现，衬层预聚物和硝酸酯的黏聚能密度(溶解度参数)和表面张力均符合PDMS的顺序

在过去的几十年里，聚二甲基硅氧烷( PDMS )弹性体被广泛地应用于生物医学领域。然而，PDMS在细胞内药物传递方面的研究并不多，因为制备了亚100nm的颗粒，由于其固有的成膜性质，这种应用的首选材料极为困难。在本工作中，我们进行了分子动力学( MD )模拟，发展了一种策略来限制PDMS固有的成膜倾向，以获得稳定的亚100nm PDMS纳米粒子。MD模拟结果表明，PDMS表面羟基的引入提高了其以纳米粒子形式存在的稳定性。基于MD模拟结果，首次在纳米乳滴内部用氢氧化钠对PDMS进行原位表面改性，制备了亚100 nm PDMS纳米颗粒。合成的纳米颗粒尺寸为30 ~ 40 nm，性质极软，在磷酸盐缓冲生理盐水中适度疏水稳定。体外实验结果表明，所合成的PDMS纳米粒子具有良好的生物相容性和在癌细胞线粒体内选择性定位的内在能力。此外，抗癌药物多柔比星通过PDMS纳米颗粒的高效线粒体传递主张其适合作为开发先进纳米药物的潜在候选人。